10 کشف مهم علمی سال 2009

در پست قبلی مهم‌ترین رویدادهای جهان پزشکی را از نگاه مجله تایم، با هم خواندیم. در این پست به بررسی مهم‌ترین رخدادهای علمی سال 2009 می‌پردازیم:

1- آردی، کهنسال‌ترین نیای انسان: با داشتن انگشتان کلفت و دراز و قامت 4 فوتی و سری کوچک، «آردی» Ardi قدیمی‌ترین اسکلت موجودی شبه‌انسانی است که تا به حال پیدا شده.

قطعات این فسیل در سال 1992 پیدا شد و سپس طی 17 سال و با تحمل رنج و دشواری زیاد و با کنار هم چیدن قطعاتش که در میان 100 فسیل دیگر در زیر خاک اتیوپی پراکنده بود، شکل گرفت.

این اسکلت متعلق به یک زن از گونه آردی و به عبارت صحیح Ardipithecus ramidus بود و 4.4 میلیون سال پیش می‌زیست.

بعد از 17 سال پژوهش، گروهی از دانشمندان به رهبری «تیم د. وایت»، از دانشگاه برکلی کالیفرنیا، ماه اکتبر امسال، نتایج تحقیقات خود را به صورت چند مقاله در مجله Science منتشر کردند.

در میان نکات برجسته منتشر شده در این مقالات، دو چیز بیش از همه جلب توجه می‌کرد:
– آردی با اینکه کهنسال‌ترین موجودی حد واسط بین انسان و شامپانزه به شمار می‌رود، اما بیشتر ویژگی‌های انسانی دارد تا ویژگی‌های مختص شامپانزه‌ها.
– آردی با اینکه در جنگل می‌ِزیست قادر به راه رفتن روی دو پا بود. پیش از این تصور می‌شد انسان در مناطق مسطح پوشیده از چمن قادر به راه رفتن شده است.

2- اپی‌ژنوم‌های انسان رمزگشایی شد: یک دهه قبل، رمزگشایی از ژنوم انسان این امید را زنده کرده بود که همه بیماری‌های ارثی انسان از این راه قابل فهم ‌شوند. اما ارتباط بین ژن و بیماری‌ها، از چیزی که تصور می‌رفت، پیچیده‌تر بود. دانشمندان دریافتند که رفتار ژن‌ها به وسیله عوامل محیطی قابل تغییر هستند و این تأثیرات در طی نسل‌ها کاهش می‌یابند، به این عوامل «اپی‌ژنوم» گفته شد.

به عنوان مثال، افرادی که در جوانی که سیگار می‌کشند، دچار تغییرات اپی‌ژنتیکی می‌شوند که می‌تواند احتمال بلوغ زودرس نوه‌هایشان را افزایش دهد!

در ماه اکتبر امسال، یک گروه از دانشمندان به رهبری «جوزف اکر» Joseph Ecker در کالیفرنیا، نخستین نقشه تفصیلی اپی‌ژنتیکی انسان را منتشر کردند. با مقایسه این نقشه با نقشه اپی‌ژنتیکی سلول‌های سرطانی، دانشمندان می‌توانند نقایص کوچکی را که منجر به سرطانی شدن و دیگر بیماری‌ها می‌شوند، کشف کنند. این پژوهش در مجله Nature به چاپ رسید.

3- درمان ژنتیکی، کوررنگی را شفا می‌دهد: دانش مدرن پیش از این توانسته راه‌هایی برای درمان افسردگی، افزایش تمایل جنسی، بهبود عملکرد ورزشی، افزایش میزان تمرکز و سلامتی عمومی انسان پیدا کند، اما در ماه سپتامبر، پیشرفتی حاصل شد که پیش از این در حد داستان‌های علمی- تخیلی بود:

گروهی از چشم‌پزشک‌ها، ژن‌های تولیدکننده پروتئین تشخیص‌دهنده رنگ را به چشم دو میمون کوررنگ تزریق کردند که باعث شد، این دو حیوان برای نخستین بار قادر به دیدن رنگ‌های سرخ و سبز شوند.

4- روبوت دانشمند: شاید پیدا کردن نقش یک دو جین ژن در یک سلول مخمر، کشف علمی ارزشمندی محسوب نشود. اما چیزی که این کشف را مهم کرد، دانشمندی بود که این کشف را انجام داده بود: روبوتی به نام «آدام» Adam!

این روبوت در دانشگاه Aberystwyth ولز ساخته شده است و نخستین سامانه روبوتیک است که موفق شده یک کشف علمی را بدون مداخله انسان به انجام برساند. این روبوت مراحل یک تحقیق علمی را از نظریه تا انجام آزمایش و فرموله کردن نهایی نظریه، انجام داد.

در آینده، هوش مصنوعی، ظرفیت‌های نامحدودی در زمینه‌های علمی خواهد داشت، شاید روزی برسد که به یاری هوش مصنوعی به اکتشافاتی در حد نسبیت خاص اینشتین نائل آییم.

5- اصلاح نژاد ماهی تن در خشکی: دانشمندان استرالیایی موفق به اصلاح نژاد ماهی تن شدند.

6- آب روی ماه: در نهم ماه اکتبر، ناسا با شلیک راکتی به سطح ماه، حفره‌ای 100 فوتی روی آن ایجاد کرد و سپس موفق شد، 25 گالن آب را به صورت بخار آب و یخ در غبار حاصل از این انفجار شناسایی کند. بعضی از دانشمندان معتقد هستند که در قطب‌های ماه، آب کافی برای سکونت فضانوردانی که در آینده به ماه سفر خواهند کرد، وجود دارد. بعضی هم تنها از لحاظ کشف تاریخچه منظومه شمسی، این کشف را دارای اهمیت میِ‌بینند.

ناسا، اولویت فعالیت‌های آینده‌اش را کشف مبدأ این آب و میزان آن قرارداده است. ماه، این همسایه فراموش‌شده، با این کشف دوباره اهمیتش را برای ما بازمی‌یابد.

7- اصل «لِما»، حل شد: در سال 1979، یک ریاضی‌دان کانادایی- آمریکایی به نام روبرت لنگلندز Robert Langlands، تئوری جاه‌طلبانه و انقلابی‌ای‌ را ارائه کرد که دو شاخه ریاضیات، یعنی تئوری اعداد و گروه را به هم متصل می‌کرد. لنگلندز می‌دانست که روند اثبات فرضیه‌اش، کار چند نسل از ریاضی‌دان را طلب می‌کند. ولی در این میان، مانع بزرگی که در برابر راه این دانشمندان بود، اثبات یکی اصل اساسی به نام اصل لِما lemma بود. لنگلندز به همراهی همکاران و شاگردانش توانستند این اصل را در حالات خاص به اثبات برسانند، اما اثبات آن در حالت کلی بسیار دشوارتر از چیزی شد که لنگلندز، تصور می‌کرد، آن چنان دشوار که اثباتش 30 سال طول کشید.

در چند سال پیش، یک ریاضی‌دان ویتنامی به نام Ngo Bao Chau که در دانشگاه Paris-Sud و بنیاد مطالعات پیشرفته IAS، در پرینستون کار می‌کرد، موفق شد، این اصل را به صورت برهان مبتکرانه‌ای فرموله کند. این برهان امسال به اثبات رسید و بعد از اثبات آن، دانشمندان نفس راحتی کشیدند.

8- تله‌پورت: دانشمندان انستیتوی کوانتوم مریلند موفق شدند، اطلاعات را از یک اتم به اتم دیگری که در فاصله یک متری قرار داشت، منتقل و اصطلاحا تله‌پورت کنند. این موفقیت، رویداد شاخصی در یک رشته علمی به نام پردازش اطلاعات کوانتومی محسوب می‌شود.

گرچه این کشف ربطی به تله پورت کردن بدن انسان، چیزی که در فیلم‌ها و داستان‌های علمی -تخیلی می‌بینم و می‌خوانیم، ندارد، اما تله‌پورت کردن اتم به اتم می‌تواند کاربردهای عمده‌ای در ایجاد کامپیوترهای بسیار سریع با امنیت بالا داشته باشد.

9- شروع دوباره کار LHC : ربع قرن طول کشید تا سازمان اروپایی پژوهش‌های هسته‌ای موفق به طراحی و ساخت بزرگ‌ترین شتاب‌دهنده ذرات روی زمین یعنی LHC شود، کار بزرگی که 10 میلیارد دلار هزینه صرفش شد و منجر به ساخته شدن ساختمان عظیم حلقه‌مانندی به طول 17 مایل در زیر سطح زمین شد. در این شتاب دهنده، ذرات در دمایی پایین‌تر از دمای عمق فضا، به سرعتی نزدیک به نور می‌رسند. در 29 نوامبر بعد از یک تأخیر ناشی از خرابی، دانشمندان موفق شدند، یک پروتون را با انرژی 1.05 تریلیون الکترون ولت برسانند که بسیار بیشتر از انرژی‌ای بود که بزرگ‌ترین شتاب‌دهنده قبلی، یعنی شتاب‌دهنده Tevatron در ایلینویز، می‌توانست به ذرات بدهد.

در نهایت شتاب‌دهنده LHC می‌تواند به ذرات تا 7 تریلیون الکترون ولت، انرژی بدهد و سپس با برخورد دادن این ذرات به هم، شرایطی را که ثانیه‌هایی بعد از انفجار بزرگ یا Big Bang وجود داشت، بازسازی کند.

دانشمندان امیدوارند بتوانند به این وسیله نشانه‌هایی از ذرات زیراتمی به نام ذرات هیگز بوسون Higgs boson را بیابند. دانشمندان دیگر هم امیدوارند به کمک LHC ، تئوری جاه‌طلبانه‌ای به نام تئوری ابرتقارن supersymmetry را تأیید کنند.

10- سیاره جدید یا کوتوله قهوه‌ای، کشف شد: در ماه دسامبر، گروهی از اخترشناسان خبر دادند که یک شیء سیاره‌مانند را کشف کرده‌اند که دور ستاره‌ای شبیه خورشید می‌چرخد. این ستاره 300 تریلیون مایل، یعنی حدود 50 سال نوری از زمین فاصله دارد و این جسم سیاره‌مانند 10 تا 40 برابر مشتری اندازه دارد. دانشمندان با کمک یک ابزار جدید که برای کشف سیارات دور به کار می‌رود و در تلسکوپ Subaru در هاوایی جاسازی شده، موفق شدند، عکس‌های مستقیمی از این سیاره‌مانند بگیرند. محتمل است که این شیء سیاره‌مانند یک کوتوله قهوه‌ای یا یک ستاره تکوین‌نیافته باشد. گرچه قبلا هم عکس‌های مستقیمی از منظومه‌های دیگر گرفته شده بود، اما برای نخستین بار است که اخترشناسان موفق شده‌اند عکس‌هایی از ستاره‌ای شبیه خورشید -از لحاظ دما و اندازه- بگیرند.

از طرف دیگر فاصله این سیاره از ستاره مورد نظر هم جالب است، این سیاره از ستاره خود به اندازه نپتون از خورشید، فاصله دارد.